2021-2022学年山东省菏泽第一中学高二寒假学习质量检测物理试题含答案

山东省菏泽第一中学2021-2022学年高二寒假学习质量检测物理试题

一、单选题（每题4分）

1．下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（      

A．通电导线静止，磁场垂直纸面向里

B．磁场与竖直方向的夹角为，电流方向垂直纸面向里

C．磁场竖直向上，导轨水平放置

D．导体棒静止，磁场竖直向上

2．关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（　　）

A．带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动

B．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变

C．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛伦兹力的方向总和运动方向垂直

D．带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，加速度一定保持不变

3．如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（　　）

A．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1∶

B．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为∶1

C．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为2∶3

D．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为1∶3

4．如图所示是20世纪30年代劳伦斯发明的回旋加速器的原理图，他的发明为人类进一步探索微观世界的奥秘提供了强有力的条件。现在回旋加速器也被广泛运用于人们的生产、生活中，例如：癌症的治疗、工业探伤、食品的防腐与保鲜、复合材料的生产以及医疗用品消毒等。下列关于回旋加速器的相关说法正确的是（　　）

A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子加速的

B．被加速的粒子获得的最大动能是由通过交变电场的次数决定的

C．增大缝隙间交变电压的值就能使被加速的粒子获得的最大动能增大

D．如果磁场保持不变，加速比荷不同的带电粒子时必须调节缝隙间交变电场的频率

5．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为（　　）

A． ∶2 B． ∶1 C． ∶1 D．3∶

二、多选题（每题6分，部分4分）

6．如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L2中电流向与L3中的相同，L1与L3中的相反。下列说法正确的是（　　）

A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行

C．L1，L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

7．薄铝板将垂直纸面向外的匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域。一高速带电粒子穿过铝板后速度减小，所带电荷量保持不变。一段时间内带电粒子穿过铝板前后在两个区域运动的轨迹均为圆弧，如图中虚线所示。已知区Ⅰ的圆弧半径小于区域Ⅱ的圆弧半径，粒子重力忽略不计。则该粒子（　　）

A．带正电 

B．带负电

C．一定从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ 

D．一定从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ

8．如图所示，在真空中xOy坐标平面内的第一象限区域，存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从y轴上的M点沿着与y轴正方向成角度射入磁场。点M的坐标为（0，a），不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　）

A．若粒子带正电，则在磁场中运动的时间为

B．若粒子带负电，粒子有可能通过坐标原点

C．若粒子垂直x轴射出磁场，则粒子在磁场中的运动时间为

D．若粒子垂直x轴射出磁场，则出射点与O点的距离为

9．如图甲所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，（不计空气阻力），现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能正确的是（　　）

A． B． C． D．

10．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度，挂在天平右下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态，现保持边长和电流大小，方向都不变，将该矩形线圈短边放在磁场中，如图丙所示，挂在天平的右臂下方，则（　　）

A．左盘中加入适当砝码，天平仍可平衡 B．线圈受安培力变大

C．天平向右下方倾斜 D．天平向左下方倾斜

三、解答题（每题25分）

11．如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计。导体棒ab垂直导轨放置，质量m=1kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好。电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω。外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°。ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计其余摩擦。重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）ab受到的安培力大小；

（2）如果电阻R的值可以调节，则当R阻值为多少时棒ab刚好要运动。

12．如图所示，范围足够大的垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，下边界为一水平直线，在此直线上的O点有一带正电粒子沿着纸面与该直线成30°角射入磁场，经过s后到达直线上另一点P。已知该带电粒子带正电，带电荷量为C，质量为kg，不计粒子重力。求：（最后结果保留两位有效数字）

（1）磁感应强度B的大小；

（2）若O、P之间的距离为0.1m，则粒子的运动速度多大？

参考答案

1-5 BCCDC  6.AB  7.BD   8.AD  9.AD  10.AC 

11．(1)；(2)

【详解】

(1)根据闭合电路欧姆定律，可得

由安培力表达式，有

(2)对ab棒受力分析，如图

棒ab刚好要运动，有

又

联立，可得

由安培力表达式与闭合电路欧姆定律可得

解得

当R阻值为时棒ab刚好要运动。

12．（1）0.31T；（2）3.5×105m/s

【详解】

（1）作出粒子轨迹，如图所示，可知粒子由O点到P点的轨迹圆弧所对的圆心角为300°，则

运动周期

联立得T

（2）粒子做圆周运动半径 R＝OP＝0.1 m

粒子向心力为洛伦兹力   qvB＝

得v＝＝3.5×105m/s